linux_日志文件系统剖析

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1、Linux日志文件系统剖析日志的现在和未来2008年7月07日在近代历史上，日志文件系统被认为十分奇特，主要是处于研究阶段。而如今，日志文件系统（ext3）已经成为Linux的缺省文件系统。本文向大家揭示了日志文件系统背后的一些思想，以及在电源故障或系统崩溃时，如何提供更好的完整性。此外本文还介绍了现行的几种日志文件系统和下一代日志文件系统。定义日志文件系统的方法有很多种，但是让我们抓住要点。日志文件系统就是专为那些厌倦了一直盯着启动时fsck（即文件系统一致性检查）的人而设计的（日志文件系统同样适用于希望文件系统

2、具有故障恢复能力的群体）。如果系统采用传统的未提供日志功能的文件系统，那么操作系统在检测到系统为非正常关机时，会使用fsck应用程序执行一致性检验。该应用程序会扫描文件系统（这要花费很长的时间），并修复任何可安全修复的问题。而在某些情况下，当文件系统损坏严重时，操作系统会启动到单用户模式，由用户进行进一步的修复。fsck问题更麻烦的是，为了确保文件系统元数据的正确性（即使未检测到损坏），操作系统会自动启动fsck进程。因此，避免对文件系统进行一致性检验正是需要改进的地方。那么现在您应该清楚日志文件系统针对的是哪类人

3、群了，但是他们是如何取缔fsck的呢？笼统地说，日志文件系统就是通过维护一份日志来防止文件系统崩溃。所谓日志就是一种特殊的文件，它会在一个循环的缓冲区内记录文件系统的修改，然后将其定期提交到文件系统。一旦系统发生崩溃，日志文件就会起到一个检查点的作用，用于恢复未保存的信息，防止损坏文件系统元数据。总之，日志文件系统就是一种具有故障恢复能力的文件系统，它利用日志来记录尚未提交到文件系统的修改，以防止元数据破坏（请参见图1）。但是如众多其他Linux解决方案一样，日志文件系统有多种方案供您选择。下面就让我们一起简短回顾

4、一下日志文件系统的历史，然后再看一看现行的几种文件系统，看看它们之间有什么区别。什么是元数据？元数据指磁盘上的数据的管理结构。它表示文件的创建与删除、目录的创建与删除、扩充文件、截取文件等。图1.典型的日志文件系统Linux日志文件系统的历史最早的日志文件系统是IBM®JournaledFileSystem（JFS）。JFS于1990年首次发行，而当前Linux支持的版本是后期开发的JFS2。1994年，SiliconGraphics为IRIX操作系统引进了高性能的XFS。XFS于2001年被植入Linux系统中。

5、1998年开发的智能文件系统（SFS）起初是为Amiga开发的，但之后却在GNULesserGeneralPublicLicense（LGPL）下发行，并于2005年获得了Linux的支持。最常用的日志文件系统ext3fs（thirdextendedfilesystem）是ext2的扩展，它增加了记录日志的功能。从2001年起，Linux系统中就开始支持ext3fs。最终，ReiserFS日志文件系统在其被引入之后，力压群雄，被广泛使用。但由于其原开发者的一些法律纠纷，ReiserFS日志文件系统未能得到进一步的发

6、展。日志的几种变体developerWorks上Tim所著的其他剖析……系列文章Linuxflash文件系统剖析Security-EnhancedLinux（SELinux）剖析实时Linux架构剖析LinuxSCSI子系统剖析Linux文件系统剖析Linux网络栈剖析Linux内核剖析Linuxslab分配器剖析Linux同步方法剖析Tim所著的剖析……系列文章日志文件系统是使用日志来缓冲文件系统的修改（同时也可以应用于紧急故障恢复）的，但可以根据记录的时间与内容采取不同的策略。其中，三种常见的策略为：回写（wr

7、iteback）、预定（ordered）和数据（data）。在回写模式中，仅有元数据被记录到日志，数据块则被直接写入到磁盘位置上。这样可以保存文件系统结构，防止崩溃，但却有可能发生数据崩溃（比如：在元数据记录到日志后，数据块写入磁盘前，系统崩溃）。要想解决这个问题，您可以使用预定模式。预定模式只将元数据记录到日志，但是在此之前将数据写入到磁盘。这样就可以保证系统恢复后数据和文件系统的一致性。最后一种模式将数据也记录到了日志中。在数据模式中，元数据和数据都被记录到日志中。这种模式可以最大限度地防止文件系统崩溃与数据丢

8、失，但由于全部数据都写入了两次（先写入日志，再写入磁盘），系统性能可能会降低。日志的提交也有很多种不同的策略。比如，是在日志将满时，还是在超时后？日志文件系统的现状如今，有几种日志文件系统应用非常广泛。每一种都有其自己的优缺点。下面介绍现存最普遍的四种日志文件系统。JFS2JFS2（又称enhancedjournaledfilesystem）是最早期的日志文